1、结合，努力做到寓教寓学于活动。 第五，面向全体学生，充分调动和发挥每个学生的积极主动性。主题活动应体现学生的自主、自治和自动，要确立学生在活动中的主人地位，让每个学生都能有所学、有所乐、有所获。 主题班会是主题活动的系列之一，是班级教育活动的基本形式。主题班会是在班主任指导下，由班委组织开展的围绕一个专题或某一问题进行的自我教育活动。成功的主题班会，除了具备以上主题活动的五点要求外，还要注意它的活动形式是“会”，时间性强，严密组织的要求高。主题班会需要班主任认真导演和精心设计。 （三）做好个别教育工作 苏联教育家苏霍姆林斯基曾经说过，每一个学生都各自是一个完全特殊的、独一无二的世界。每个学生都
2、有自己的特点、兴趣、情感和需要，具有不同的发展水平。要让不同的学生都有所提高、有所发展，班主任必须根据学生的个体差异，采用不同的方法去做好学生的个别教育。班主任对学生的个别教育工作面向的是全班每一位同学。这里着重从类别上分析对优秀生和后进生两类学生的教育工作。 1优秀生的教育工作 优秀生一般指在班级中德、智、体、美诸方面发展比较好的学生。这类学生在班集体中是骨干，是班主任和教师的得力助手，在同学中有威信、有影响。因此，优秀生的培养和教育对班集体建设关系重大。 优秀生是一个相对的概念。特别是小学生，可塑性大，不稳定性突出，在一定条件下变化的可能性大。因此，班主任对优秀生的教育既要体现培养和爱护，
3、又要体现严格管理和严格要求。 （1）加强理想教育 优秀生一般都具有言行一致的健康人格，有积极向上的生活态度，有强烈的求知欲和创新精神。但是，班主任仍不能忽视对他们进行学习目的的教育，端正学习动机，树立为祖国、为人民发奋学习的志向，不断向他们提出新要求，引导他们向更高的目标奋斗。 （2）客观评价 优秀生不是完人，也需要一分为二地看待。班主任要看到他们优秀的主流，肯定成绩，创造条件扬其所长。同时，对优秀生的缺点及不良倾向，班主任也不能袒护、迁就，应及时教育引导。特别是优秀生优越感强，容易产生骄傲自满，处理不好与一般学生的关系。班主任要经常教育他们在成绩面前看到不足，在表扬中看到差距，能够正确地评价
4、自己和他人，搞好同学间的人际关系。 2后进生的转化教育工作 后进生通常是指那些智力发育正常，有品德不良行为或学习成绩差的学生。按类型划分，小学后进生主要有四类：学习成绩差的后进生；纪律差的后进生；学习成绩和纪律都差的“双差”后进生；学习或纪律时好时差的准后进生。后进生人数虽少，而对班级的消极影响大，如果不做好后进生的转化工作，班级正常教学秩序以及日常生活常规就会受到影响。 大量的研究和教育实践表明，后进生也是学生，是可教育好的对象。如何做好后进生的转化工作，是班主任工作能力的检验，也是职业责任感的高度体现。 转化后进生，首先要了解后进生。后进生的形成原因十分复杂，从外因看，主要有家庭和社会的不
5、良影响，有学校教育的失误。从内因看，小学生社会阅历浅，知识经验少，是非能力差，意志薄弱等，都很容易成为后进生接受消极影响的内部动因。针对这一点，班主任做好后进生的转化教育工作要注意三点。 第一，以爱动其心。无数转化后进生的教育经验表明，教师只有用一颗热爱学生的赤诚之心去对待后进生，与其建立起融洽的关系，才能感化后进生。后进生在自己的成长过程中，受排斥、被讽刺、遭冷眼的体验较多，他们内心更需要温暖，需要爱。班主任从思想上、学习上、生活上去关心和爱护，让他们感悟到教师的爱心和期待，从而点燃起希望之火，自觉将教师的爱转化为积极向上的内部动力。 第二，以理服其人。后进生除了具有一般学生的特点外，还有许
6、多特殊之处，如自尊心特别强，思想、行为的情绪性色彩明显，意志和毅力薄弱，是非观念模糊，学习态度不端正等。作为后进生，他们自己也知道存在的缺点和不足，但他们不一定都清楚地意识到这些问题的性质和危害，更难独自找到摆脱这种处境的方法。班主任做后进生的转化教育工作，决不能一概地因事论事作简单处理，要针对问题引导学生去明察问题，分析根源，清楚性质，明白危害，改过自新。 第三，以智导其行。后进生形成原因错综复杂，可以说，后进生的转化教育工作，是集科学性和艺术性为一体的工作，它要求班主任既要注重科学性，又要注重艺术性。后进生的转化教育是一个渐进的教育过程，其中难免会有反复和冲突。对此，班主任在转化教育过程中
7、，要利用教育机智，善于捕捉后进生身上的闪光点，及时给予表扬鼓励；对过错反复现象，要耐心说明，持之以恒，善于在反复中抓教育，帮助他们总结经验教训，增强与诱因作斗争的抵抗力。 后进生的转变往往需要一个较长期的过程。一个称职的班主任应当具有的重要品质之一是对于后进学生工作的耐心与爱心。 （四）营造优雅的班级环境 班集体是学生在学校生活中的“小社会”，是社会影响学生、帮助学生进入社会的通道之一。在依靠集体、通过集体教育学生的诸因素里，班级环境建设仍然是一个重要的育人因素。班主任作为班集体的总设计师和管理者，如何创造性地构建富有个性的、生动活泼的班级环境，是其一项重要工作。 有特色的班级环境，对学生具有
8、潜移默化的教育影响和感染力，而且这种作用是深层次的，它可能使学生终生受益，也可能让学生终身缺憾。苏霍姆林斯基说：“无论是种植花草树木，还是悬挂图片标语，或是利用墙报，我们都将从审美的高度深入规划，以便挖掘其潜移默化的育人功能，并最终实现连学校的墙壁也在说话的远大目标。”良好的班级生活环境，犹如一位无时无处不在的老师，它总在告诫着每一位学生作为集体一员该做什么，不该做什么，使他们感到集体生活的幸福和快乐。 班级环境建设，首先要从教室布置开始。教室是班集体学习生活的主要场所，布置要考虑学生的年龄特点和学习特点，一般说要简洁高雅，不宜花哨杂乱。班训、班徽或者治学格言可悬挂在教室的醒目之处，精选的名人
9、画像、名言警句、奖状奖旗可安排在教室两侧。这种环境时时刻刻发挥着提醒学生、教育学生和鞭策学生的作用。其次要办好班报，班报是班级重要的传媒，在班集体建设中既有以正压邪的舆论宣传作用，又有交流思想、交流学习经验的沟通作用。在办班报过程，学生的主人翁意识和创造力、想象力都会得到培养。再次是建好图书角、生态角。图书角就是班级“小图书室”，班主任可动员和鼓励学生将自己喜爱的书报拿到集体来与同学交流共享，这是培养奉献精神、进行集体主义教育、调动学习积极性的有效途径。建设生态角是教室的绿化工程，班主任要组织学生利用教室空闲地或者窗台栽种少量适宜室内生长的花草，用以调节教室气氛，美化学习环境。生态角的建设，除
10、有利于学生身心健康的调适外，还有利于强化学生的环境意识、现代生态道德意识。下面是班级环境建设的一个较好的案例。 班级要做到“八有” 教室里要养花，要养鱼，窗户上还要有窗帘，教室前面要有脸盆、毛巾、香皂等洗手用具；还要有暖壶、茶杯等饮水用具；有推子、剪子等理发用具；有纸篓、有痰盂。加在一起是八样公用的备品，我们管它叫“八有” “八有”是逐渐增加的，七年以前，我刚当校长时，只提倡班级“七有”，那时还没有养鱼这一项。 这八种备品有点像当家过日子用的用品，教室里有了这些，显得好看，显得不那么空旷，用起来也方便。 这几种备品，花钱不多，学校可以发。但我觉得，为了强化学生的集体观念，使学生有一些把班级当做
11、家的观念，这些东西，还是要求各个班自己准备比较好。 这些备品都可以鼓励学生献，献花、献鱼、献盆、献壶，也可以说借，毕业了再拿回去。这样，个人献给集体东西，他会更爱集体。 我体会到，培养学生的集体主义精神，最有效的办法，便是吸引他为集体出力，为集体流汗，为集体贡献出一些个人的东西，吸引他为集体倾注心血。倾注得多，感情自然就会深起来。个人对集体，集体对个人，父母对子女，子女对父母，基本都如此。 （五）协调好各方面的教育力量 班级工作力量是由多方面教育力量构成的教育整体，除学校领导外，任课教师、少先队组织、学生家长也是十分重要的教育力量，只有协调并发挥好这些力量，才能保持教育方向的一致性，教育要求的
12、统一性，教育活动的协调性。 1加强与任课教师的团结合作 任课教师是班级教育工作的重要力量。发挥和调动任课教师的作用，首先，班主任要尊重科任教师，虚心向他们学习；也要教育学生尊重科任教师，认真接受他们的教育。其次，要加强联系，班主任主动向科任教师介绍班级和学生的情况，广泛听取他们的意见；发挥科任教师的特长，让他们参与班级管理和重大活动。此外，还要注意及时处理任课教师与学生的矛盾，建立起和谐的师生关系。 2做好班级少先队工作 在小学，班主任一般都兼任着少先队中队辅导员的工作。因此，班主任要充分认识少先队组织在班集体中的核心地位和教育的助手作用；要尊重少先队组织的独立性，热情指导，为少先队活动的开展
13、创设条件；要协调好教学工作与班级少先队工作的关系，协调好班委会与少先队组织的关系，要处理好良师与益友的关系。 3做好家长工作 英国著名的曼彻斯特调查报告指出：“教育成功的主要因素在于家庭环境内，家庭因素的重要性几乎两倍于社区和学校两项因素的总和。”由此可见，做好家长工作，争取家长对学校教育的支持配合，也是班主任的一项重要工作。 班主任进行家长工作的内容主要有三项。一是向家长宣传国家的教育方针、教育法规以及小学的培养目标。二是向家长介绍学校和班级以及学生情况，争取家长的支持配合，同时也了解学生在家庭的表现，达到相互沟通，使学校教育与家庭教育协调统一。三是向家长宣传家庭教育的理论和经验，帮助家长掌
14、握科学教育子女的方法，特别是关于独生子女的教育方法。 班主任进. 机械工程测试技术基础 -第三版-熊诗波等 著绪 论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。解答：教材P45，二、法定计量单位。0-2 如何保证量值的准确和一致？解答：（参考教材P46，二、法定计量单位五、量值的传递和计量器具检定）1、对计量单位做出严格的定义；2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备；3、必须保存有基准计量器具，包括国家基准、副基准、工作基准等。3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准，将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类表示的？解答
15、：（教材P810，八、测量误差）0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。1.0182544V7.8V(25.048940.00003)g(5.4820.026)g/cm2解答：0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)的要点是什么？解答：(1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计，亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。(2)要点：见教材P11。0-6为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V的0
16、.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压，请问哪一个测量准确度高？解答：(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的（例如，精度等级为0.2级的电表，其引用误差为0.2%），而引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程)，所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大，引起的绝对误差越大，所以在选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程。(2)从(1)中可知，电表测量所带来的绝对误差=精度等级量程/100，即电表所带来的绝对误差是一定的，这样，当被测量值越大，测量结果的相对误差就越小，测量准确度就越高，所以
17、用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用。(3)150V的0.5级电压表所带来的绝对误差=0.5150/100=0.75V；30V的1.5级电压表所带来的绝对误差=1.530/100=0.45V。所以30V的1.5级电压表测量精度高。0-7 如何表达测量结果？对某量进行8次测量，测得值分别为：802.40，802.50，802.38，802.48，802.42，802.46，802.45，802.43。求其测量结果。解答：(1)测量结果=样本平均值不确定度或(2)所以测量结果=802.44+0.0142680-8 用米尺逐段丈量一段10m的距离，设丈量1m距离的标准差为0.2mm。如
18、何表示此项间接测量的函数式？求测此10m距离的标准差。解答：(1) (2) 0-9 直圆柱体的直径及高的相对标准差均为0.5%，求其体积的相对标准差为多少？解答：设直径的平均值为，高的平均值为，体积的平均值为，则所以第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|cn|和n图，并与表1-1对比。图1-4 周期方波信号波形图0tx(t)A-A解答：在一个周期的表达式为积分区间取（-T/2，T/2）所以复指数函数形式的傅里叶级数为，。没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。|cn|n/2-/200305030502A/2A/32A/5幅频图相频图周期方波复指
19、数函数形式频谱图2A/52A/32A/-0-30-50-0-30-501-2 求正弦信号的绝对均值和均方根值。解答：1-3 求指数函数的频谱。解答：单边指数衰减信号频谱图f|X(f)|A/a0(f)f0/2-/21-4 求符号函数(见图1-25a)和单位阶跃函数(见图1-25b)的频谱。tsgn(t)01-1tu(t)01图1-25 题1-4图a)符号函数b)阶跃函数a)符号函数的频谱t=0处可不予定义，或规定sgn(0)=0。该信号不满足绝对可积条件，不能直接求解，但傅里叶变换存在。可以借助于双边指数衰减信号与符号函数相乘，这样便满足傅里叶变换的条件。先求此乘积信号x1(t)的频谱，然后取极
20、限得出符号函数x(t)的频谱。符号函数tx1(t)01-1符号函数频谱f(f)0/20f|X(f)|-/2b)阶跃函数频谱在跳变点t=0处函数值未定义，或规定u(0)=1/2。阶跃信号不满足绝对可积条件，但却存在傅里叶变换。由于不满足绝对可积条件，不能直接求其傅里叶变换，可采用如下方法求解。解法1：利用符号函数结果表明，单位阶跃信号u(t)的频谱在f=0处存在一个冲激分量，这是因为u(t)含有直流分量，在预料之中。同时，由于u(t)不是纯直流信号，在t=0处有跳变，因此在频谱中还包含其它频率分量。单位阶跃信号频谱f|U(f)|0(1/2)f(f)0/2-/2解法2：利用冲激函数根据傅里叶变换的
21、积分特性1-5 求被截断的余弦函数(见图1-26)的傅里叶变换。图1-26 被截断的余弦函数ttT-TT-Tx(t)w(t)1001-1解：w(t)为矩形脉冲信号所以根据频移特性和叠加性得：可见被截断余弦函数的频谱等于将矩形脉冲的频谱一分为二，各向左右移动f0，同时谱线高度减小一半。也说明，单一频率的简谐信号由于截断导致频谱变得无限宽。fX(f)Tf0-f0被截断的余弦函数频谱1-6 求指数衰减信号的频谱指数衰减信号x(t)解答： 所以单边指数衰减信号的频谱密度函数为根据频移特性和叠加性得：00X()-()指数衰减信号的频谱图1-7 设有一时间函数f(t)及其频谱如图1-27所示。现乘以余弦型
22、振荡。在这个关系中，函数f(t)叫做调制信号，余弦振荡叫做载波。试求调幅信号的傅里叶变换，示意画出调幅信号及其频谱。又问：若时将会出现什么情况？图1-27 题1-7图F()0f(t)0t-mm解：所以根据频移特性和叠加性得：可见调幅信号的频谱等于将调制信号的频谱一分为二，各向左右移动载频0，同时谱线高度减小一半。fX(f)0-0矩形调幅信号频谱若将发生混叠。1-8 求正弦信号的均值、均方值和概率密度函数p(x)。解答：(1)，式中正弦信号周期(2)(3)在一个周期内x(t)正弦信号xx+xttt第二章 测试装置的基本特性2-1 进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC
23、/MPa，将它与增益为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即S=90.9(nC/MPa)0.005(V/nC)20(mm/V)=9.09mm/MPa。偏移量：y=S3.5=9.093.5=31.815mm。2-2 用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s和5s的正弦信号，问稳态响应幅值误差将是多少？解：设一阶系统，T是输入的正弦信号的周期稳态响应相
24、对幅值误差，将已知周期代入得2-3 求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t45)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得到的稳态响应。解：，该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y(t)，根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得到y(t)=y01cos(10t+j1)+y02cos(100t45+j2)其中，所以稳态响应为2-4 气象气球携带一种时间常数为15s的一阶温度计，以5m/s的上升速度通过大气层。设温度按每升高30m下降0.15的规律而变化，气球将温度和高度的数据用无线电送回地面。在3000m处所记录的温度为l。试问实际出现l的真实高度是
25、多少？解：该温度计为一阶系统，其传递函数设为。温度随高度线性变化，对温度计来说相当于输入了一个斜坡信号，而这样的一阶系统对斜坡信号的稳态响应滞后时间为时间常数t=15s，如果不计无线电波传送时间，则温度计的输出实际上是15s以前的温度，所以实际出现l的真实高度是Hz=H-Vt=3000-515=2925m2-5 想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，那么时间常数应取多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相角差是多少？解：设该一阶系统的频响函数为，t是时间常数则稳态响应相对幅值误差令d5%，f=100Hz，解得t523ms。如果f=50Hz，
26、则相对幅值误差：相角差：2-6 试说明二阶装置阻尼比z多采用0.60.8的原因。解答：从不失真条件出发分析。z在0.707左右时，幅频特性近似常数的频率范围最宽，而相频特性曲线最接近直线。2-7 将信号coswt输入一个传递函数为H(s)=1/(ts+1)的一阶装置后，试求其包括瞬态过程在内的输出y(t)的表达式。解答：令x(t)=coswt，则，所以利用部分分式法可得到利用逆拉普拉斯变换得到2-8 求频率响应函数为3155072 / (1 + 0.01jw)(1577536 + 1760jw - w2)的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应的均值显示。解：该系统可以看成
27、是一个一阶线性定常系统和一个二阶线性定常系统的串联，串联后仍然为线性定常系统。根据线性定常系统的频率保持性可知，当输入为正弦信号时，其稳态响应仍然为同频率的正弦信号，而正弦信号的平均值为0，所以稳态响应的均值显示为0。2-9 试求传递函数分别为1.5/(3.5s + 0.5)和41wn2/(s2 + 1.4wns + wn2)的两环节串联后组成的系统的总灵敏度（不考虑负载效应）。解：，即静态灵敏度K1=3，即静态灵敏度K2=41因为两者串联无负载效应，所以总静态灵敏度K = K1 K2 = 3 41 = 1232-10 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼
28、比z=0.14，问使用该传感器作频率为400Hz的正弦力测试时，其幅值比A(w)和相角差j(w)各为多少？若该装置的阻尼比改为z=0.7，问A(w)和j(w)又将如何变化？解：设，则，即，将fn = 800Hz，z = 0.14，f = 400Hz，代入上面的式子得到A(400) 1.31，j(400) 10.57如果z = 0.7，则A(400) 0.975，j(400) 43.032-11 对一个可视为二阶系统的装置输入一单位阶跃函数后，测得其响应的第一个超调量峰值为1.5,振荡周期为6.28s。设已知该装置的静态增益为3，求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率响应。解：因为t
29、d = 6.28s，所以wd = 2p/td = 1rad/s所以当w = wn时，第三章 常用传感器与敏感元件3-1 在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？可举例说明。解答：主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。3-2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器，并说明它们的变换原理。解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。3-3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况来选用？解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。
30、半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。3-4 有一电阻应变片（见图3-84），其灵敏度Sg2，R120W。设工作时其应变为1000me，问DR？设将此应变片接成如图所示的电路，试求：1）无应变时电流表示值；2）有应变时电流表示值；3）电流表指示值相对变化量；4）试分析这个变量能否从表中读出？图3-84 题3-4图1.5V解：根据应变效应表达式DR/R=Sge得DR=Sge R=2100010-6120=0.24W1）I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.
31、5mA2）I2=1.5/(R+DR)=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA3）d=(I2-I1)/I1100%=0.2%4）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。3-5 电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样后果？解答：以气隙变化式为例进行分析。又因为线圈阻抗Z=wL，所以灵敏度又可写成由上
32、式可见，灵敏度与磁路横截面积A0、线圈匝数N、电源角频率w、铁芯磁导率m0，气隙d等有关。如果加大磁路横截面积A0、线圈匝数N、电源角频率w、铁芯磁导率m0，减小气隙d，都可提高灵敏度。加大磁路横截面积A0、线圈匝数N会增大传感器尺寸，重量增加，并影响到动态特性；减小气隙d会增大非线性。3-6 电容式、电感式、电阻应变式传感器的测量电路有何异同？举例说明。解答：电容式传感器的测量电路自感型变磁阻式电感传感器的测量电路：电阻应变式传感器的测量电路：电桥电路（直流电桥和交流电桥）。相同点：都可使用电桥电路，都可输出调幅波。电容、电感式传感器都可使用调幅电路、调频电路等。不同点：电阻应变式传感器可以
33、使用直流电桥电路，而电容式、电感式则不能。另外电容式、电感式传感器测量电路种类繁多。3-7 一个电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r4mm，工作初始间隙d=0.3mm，问：1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量Dd1mm时，电容变化量是多少？2）如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，在Dd1mm时，读数仪表的指示值变化多少格？解：1）2）B=S1S2DC=1005(4.9410-3)2.47格答：3-8 把一个变阻器式传感器按图3-85接线。它的输人量是什么？输出量是什么？在什么样条件下它的输出量与输人量之间有较好的线性关系？图3-85 题3-8图xx
34、pRLueuoRxRp解答：输入量是电刷相对电阻元件的位移x，输出量为电刷到端点电阻Rx。如果接入分压式测量电路，则输出量可以认为是电压uo。，输出电阻与输入位移成线性关系。，输出电压与输入位移成非线性关系。由上式可见，只有当Rp/RL0时，才有。所以要求后续测量仪表的输入阻抗RL要远大于变阻器式传感器的电阻Rp，只有这样才能使输出电压和输入位移有较好的线性关系。3-9 试按接触式与非接触式区分传感器，列出它们的名称、变换原理，用在何处？解答：接触式：变阻器式、电阻应变式、电感式（涡流式除外）、电容式、磁电式、压电式、热电式、广线式、热敏电阻、气敏、湿敏等传感器。非接触式：涡电流式、光电式、热
35、释电式、霍尔式、固态图像传感器等。可以实现非接触测量的是：电容式、光纤式等传感器。3-10 欲测量液体压力，拟采用电容式、电感式、电阻应变式和压电式传感器，请绘出可行方案原理图，并作比较。3-11 一压电式压力传感器的灵敏度S=90pC/MPa，把它和一台灵敏度调到0.005V/pC的电荷放大器连接，放大器的输出又接到一灵敏度已调到20mm/V的光线示波器上记录，试绘出这个测试系统的框图，并计算其总的灵敏度。解：框图如下压力传感器电荷放大器光线示波器压力P各装置串联，如果忽略负载效应，则总灵敏度S等于各装置灵敏度相乘，即S=Dx/DP=900.00520=9mm/MPa。3-12 光电传感器包
36、含哪儿种类型？各有何特点？用光电式传感器可以测量哪些物理量？解答：包括利用外光电效应工作的光电传感器、利用内光电效应工作的光电传感器、利用光生伏特效应工作的光电传感器三种。外光电效应（亦称光电子发射效应）光线照射物体，使物体的电子逸出表面的现象，包括光电管和光电倍增管。内光电效应（亦称光导效应）物体受到光线照射时，物体的电子吸收光能是其导电性增加，电阻率下降的现象，有光敏电阻和由其制成的光导管。光生伏特效应光线使物体产生一定方向的电动势。如遥控器，自动门（热释电红外探测器），光电鼠标器，照相机自动测光计，光度计，光电耦合器，光电开关（计数、位置、行程开关等），浊度检测，火灾报警，光电阅读器（如
37、纸带阅读机、条形码读出器、考卷自动评阅机等），光纤通信，光纤传感，CCD，色差，颜色标记，防盗报警，电视机中亮度自动调节，路灯、航标灯控制，光控灯座，音乐石英钟控制（晚上不奏乐），红外遥感、干手器、冲水机等。在CCD图象传感器、红外成像仪、光纤传感器、激光传感器等中都得到了广泛应用。3-13 何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测哪些物理量？请举出三个例子说明。解答：霍尔（Hall）效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过薄片时，则在垂直于电流和磁场方向的两侧面上将产生电位差，这种现象称为霍尔效应，产生的电位差称为霍尔电势。霍尔效应产生的机理（物理本质）：在磁场中运动的电荷受到磁
38、场力FL（称为洛仑兹力）作用，而向垂直于磁场和运动方向的方向移动，在两侧面产生正、负电荷积累。应用举例：电流的测量，位移测量，磁感应强度测量，力测量；计数装置，转速测量（如计程表等），流量测量，位置检测与控制，电子点火器，制做霍尔电机无刷电机等。3-14 试说明压电式加速度计、超声换能器、声发射传感器之间的异同点。解答：相同点：都是利用材料的压电效应（正压电效应或逆压电效应）。不同点：压电式加速度计利用正压电效应，通过惯性质量快将振动加速度转换成力作用于压电元件，产生电荷。超声波换能器用于电能和机械能的相互转换。利用正、逆压电效应。利用逆压电效应可用于清洗、焊接等。声发射传感器是基于晶体组件的
39、压电效应，将声发射波所引起的被检件表面振动转换成电压信号的换能设备，所有又常被人们称为声发射换能器或者声发射探头。 材料结构受外力或内力作用产生位错-滑移-微裂纹形成-裂纹扩展-断裂，以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。声发射传感器不同于加速度传感器，它受应力波作用时靠压电晶片自身的谐振变形把被检试件表面振动物理量转化为电量输出。3-15 有一批涡轮机叶片，需要检测是否有裂纹，请举出两种以上方法，并阐明所用传感器的工作原理。涡电流传感器，红外辐射温度测量，声发射传感器（压电式）等。3-16 说明用光纤传感器测量压力和位移的工作原理，指出其不同点。解答：微弯测压力原理：力微弯板光纤变形光
40、纤传递的光强变化。微弯测位移原理：位移微弯板光纤变形光纤传递的光强变化。不同点：压力需要弹性敏感元件转换成位移。3-17 说明红外遥感器的检测原理。为什么在空间技术中有广泛应用？举出实例说明。解答：红外遥感就是远距离检测被测目标的红外辐射能量。空间技术中利用飞船、航天飞机、卫星等携带的红外遥感仪器可以实现很多对地、对空观测任务。如观测星系，利用卫星遥测技术研究地壳断层分布、探讨地震前兆，卫星海洋观测等。3-18 试说明固态图像传感器（CCD器件）的成像原理，怎样实现光信息的转换、存储和传输过程，在工程测试中有何应用？CCD固态图像传感器的成像原理：MOS光敏元件或光敏二极管等将光信息转换成电荷
41、存储在CCD的MOS电容中，然后再控制信号的控制下将MOS电容中的光生电荷转移出来。应用：如冶金部门中各种管、线、带材轧制过程中的尺寸测量，光纤及纤维制造中的丝径测量，产品分类，产品表面质量评定，文字与图象识别，传真，空间遥感，光谱测量等。3-19 在轧钢过程中，需监测薄板的厚度，宜采用那种传感器？说明其原理。解答：差动变压器、涡电流式、光电式，射线式传感器等。3-20 试说明激光测长、激光测振的测量原理。解答：利用激光干涉测量技术。3-21 选用传感器的基本原则是什么？试举一例说明。解答：灵敏度、响应特性、线性范围、可靠性、精确度、测量方法、体积、重量、价格等各方面综合考虑。第四章 信号的调
42、理与记录4-1 以阻值R=120W、灵敏度Sg=2的电阻丝应变片与阻值为120W的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2me和2000me时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。解：这是一个等臂电桥，可以利用等比电桥和差特性表达式求解。e=2me时：单臂输出电压：双臂输出电压：e=2000me时：单臂输出电压：双臂输出电压：双臂电桥较单臂电桥灵敏度提高1倍。4-2 有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问，在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么？1）半桥双臂各串联一片；2）半
43、桥双臂各并联一片。解答：电桥的电压灵敏度为，即电桥的输出电压和电阻的相对变化成正比。由此可知：1）半桥双臂各串联一片，虽然桥臂上的电阻变化增加1倍，但桥臂总电阻也增加1倍，其电阻的相对变化没有增加，所以输出电压没有增加，故此法不能提高灵敏度；2）半桥双臂各并联一片，桥臂上的等效电阻变化和等效总电阻都降低了一半，电阻的相对变化也没有增加，故此法也不能提高灵敏度。4-3 为什么在动态应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮解答：动态电阻应变仪采用高频交流电给电桥供电，电桥工作在交流状态，电桥的平衡条件为Z1Z3=Z2Z4|Z1|Z3|=|Z2|Z4|，j1j3=j2j4由于导线分布、各种
44、寄生电容、电感等的存在，光有电阻平衡是不能实现阻抗模和阻抗角同时达到平衡，只有使用电阻、电容两套平衡装置反复调节才能实现电桥阻抗模和阻抗角同时达到平衡。4-4 用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为e(t)=Acos10t+Bcos100t如果电桥激励电压u0=Esin10000t，试求此电桥的输出信号频谱。解：接成等臂全桥，设应变片的灵敏度为Sg，根据等臂电桥加减特性得到幅频图为f9900An(f)999010010101004-5 已知调幅波xa(t)=(100+30cosWt+20cos3Wt)coswct，其中fc=10kHz，fW=500Hz。试求：1）xa(t)
45、所包含的各分量的频率及幅值；2）绘出调制信号与调幅波的频谱。解：1）xa(t)=100coswct +15cos(wc-W)t+15cos(wc+W)t+10cos(wc-3W)t+10cos(wc+3W)t各频率分量的频率/幅值分别为：10000Hz/100，9500Hz/15，10500Hz/15，8500Hz/10，11500Hz/10。2）调制信号x(t)=100+30cosWt+20cos3Wt，各分量频率/幅值分别为：0Hz/100，500Hz/30，1500Hz/20。调制信号与调幅波的频谱如图所示。f0An(f)调制信号频谱1500f8500An(f)9500100001150020301001001015105001510调幅波频谱4-6 调幅波是否可以看作是载波与调制信号的迭加？为什么？解答：不可以。因为调幅波是载波幅
